JP3515840B2 - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP3515840B2
JP3515840B2 JP27733795A JP27733795A JP3515840B2 JP 3515840 B2 JP3515840 B2 JP 3515840B2 JP 27733795 A JP27733795 A JP 27733795A JP 27733795 A JP27733795 A JP 27733795A JP 3515840 B2 JP3515840 B2 JP 3515840B2
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toner
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developing
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孝二 高沼
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Ricoh Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の画像形成装置に関する。 【0002】 【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画
像形成装置においては、一般的に、像担持体上の静電潜
像をトナーとキャリアからなる2成分現像剤で現像する
現像装置と、この現像装置へトナーを補給するトナー補
給装置とを有する。このトナー補給装置は、現像装置へ
その長手方向に対して全面的にトナーを補給する全面的
補給方式や、現像装置に対してその端部からトナーを補
給する端部補給方式などがある。 【0003】現像装置内の現像剤のトナー濃度を制御す
る方式としては、磁気センサを用いて現像装置内の現像
剤の磁性の変化を検知することにより現像剤のトナー濃
度を検知し、制御部にて磁気センサの検知結果によりト
ナー濃度を判断してトナー補給装置のトナー補給をトナ
ー濃度が狙いの値となるように制御するトナー濃度制御
方式が一般的に用いられている。 【0004】また、特開平4ー342274号公報に
は、画像形成装置に用いられる現像装置であって、現像
剤を感光体に向け供給する現像剤供給部とこの供給部に
連通させて設けられていて、現像剤供給部に向けトナー
を補給するトナーカートリッジとを備え、上記現像剤供
給部とトナーカートリッジとの連通部におけるトナーカ
ートリッジからのトナーの汲み出し側の領域を開閉でき
る少なくとも1個の隔壁を設けられていることを特徴と
する現像装置が記載されている。 【0005】特開平5ー265324号公報には、トナ
ーとキャリアからなる2成分現像剤を現像剤担持体にて
現像領域まで担持・搬送し像担持体上の潜像を現像して
顕像化する装置であって、上記現像剤担持体上の現像剤
を分離し現像剤収容室に循環するセパレータと現像剤収
容室内の現像剤中にトナーを補給するためのトナー補給
機構を具備する現像装置において、上記トナー補給機構
のトナー補給部に対向する位置に弾性板材を設け、トナ
ー補給部からの補給トナーを弾性板材に衝突せしめると
共に衝突後のトナーを上記セパレータ上を流れる現像剤
と混合することを特徴とする現像装置が記載されてい
る。 【0006】特開平6ー35319号公報には、潜像が
形成される像担持体と、この像担持体上に形成される潜
像をそれぞれ可視化すべく互いに異なった色の現像剤を
収容していてこれらの現像剤の撹拌を撹拌手段により行
い、現像時には現像剤担持体上に磁気ブラシを形成して
この磁気ブラシを前記像担持体に接触させることにより
前記像担持体上の潜像を現像し、非現像時には前記現像
剤担持体上の磁気ブラシを消滅させ、トナーがトナー補
給部から現像剤に補給される複数の現像装置とを有し、
前記撹拌手段を複数の現像装置について共通の駆動源に
より駆動し、前記複数の現像装置内の各現像剤のトナー
濃度をトナー濃度検出手段により検出してこのトナー濃
度検出手段の検出値に基づいて前記トナー補給部のトナ
ー補給を制御する画像形成装置のトナー補給制御方法に
おいて、前記撹拌手段が前記共通の駆動源により駆動さ
れる現像装置の中で現像順序が最初である現像装置のト
ナー濃度が薄いと前記トナー濃度検出手段の検出値によ
り判断した場合、前記トナー濃度検出手段の検出した現
在のトナー濃度と目標とするトナー濃度から次の作像機
会における当該現像装置の現像開始直前までに当該現像
装置のトナー濃度が目標とするトナー濃度になるような
トナーの補給量を計算し、この補給量のトナーを当該現
像装置の現像終了後から次の作像機会における当該現像
装置の現像開始直前までの前記撹拌手段が駆動されてい
る間に平均的に行うことを特徴とするトナー補給制御方
法が記載されている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】全面的補給方式は、ト
ナーを現像装置内に均一に補給するので、上記トナー濃
度制御方式にとって非常に都合の良い方式である。しか
しながら、トナー補給装置は、機械上の制約や装置のコ
スト面から端部補給方式も実在する。この端部補給方式
においては、全面的補給方式と比べると、現像装置の端
部から補給したトナーが現像装置内で現像剤に均一に混
ざり合うまでに時間がかかるという問題を持っている。 【0008】上記トナー濃度制御方式は、端部補給方式
では、現像装置の端部から補給されたトナーが現像装置
内で現像剤に均一に混ざり合った状態で磁気センサによ
りトナー濃度を検知して制御部にて磁気センサの検知結
果によりトナー補給装置のトナー補給をトナー濃度が狙
いの値となるように制御することが必要不可欠である
が、端部補給方式により補給されたトナーが、磁気セン
サにより検知されるトナー濃度に反映されるまでに(現
像剤に均一に混ざり合った状態になるまでに)時間がか
かり、正確なトナー濃度制御を行うための障害となって
いた。 【0009】本発明は、上記不具合を解消し、トナー補
給装置により現像装置の端部からトナーを補給する方式
でもトナー補給装置により補給されたトナーを磁気セン
サにより検知されるトナー濃度に迅速に反映させること
ができて正確かつ安定なトナー濃度制御を行うことがで
きる画像形成装置を提供することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、像担持体上の静電潜像を2
成分現像剤で現像する現像装置と、この現像装置へトナ
ーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の現像
剤のトナー濃度を検知する磁気センサとを有する画像形
成装置において、前記トナー補給装置のトナー補給動作
を前記現像装置に対してその端部から間欠的に行わせる
手段を備え、該手段は、前記磁気センサの出力値から算
出されたトナー補給時間が規定時間以上の場合にのみ前
記トナー補給装置のトナー補給動作を間欠的に行わせ、
それ以外の場合は前記トナー補給装置のトナー補給動作
を連続的に行わせるものである。 【0011】 【0012】 【0013】 【発明の実施の形態】複写機、ファクシミリ、プリンタ
等の画像形成装置の現像装置で用いられる乾式2成分現
像剤は磁性を持つキャリアと非磁性のトナーとで構成さ
れているものが多く、そのトナー濃度の変化、即ちキャ
リアとトナーの混合比率の変化はそのまま現像剤の透磁
率の変化として現われる。現像剤のトナー濃度を検知す
るために用いられる磁気センサは、その現像剤の透磁率
の変化を電圧の変化として検知するものであり、通常、
図2に示すような出力特性を示す。 【0014】現像剤のトナー濃度を正確に検知すること
は良好な画像を得るために非常に重要であるが、上記磁
気センサは、現像装置において現像剤が貯蔵される現像
容器の容積に比べてトナー濃度検知範囲が小さいので、
磁気センサ周辺の限られた範囲における現像剤のトナー
濃度を検知するに過ぎない。このため、磁気センサで現
像装置内の現像剤全体のトナー濃度を正確に知るには、
現像装置内の現像剤全体にトナーが均一に分布していな
ければならない。逆に言えば、良好な画像を得るには現
像剤中のトナーが均一に分布していなければならず、ト
ナー濃度検知に磁気センサを用いた場合にはそのような
トナー均一分布状態になって初めて現像装置内の現像剤
全体の正確なトナー濃度を知ることができる。 【0015】しかし、トナー濃度が低下したときにトナ
ー補給装置により行われる現像剤へのトナー補給は、多
かれ少なかれ必ずトナーが密集した状態で現像装置内の
現像剤の一部分に対して行われるものであり、そのトナ
ーを現像剤全体に均一に分布させるには現像装置内で撹
拌ローラなどによる現像剤の撹拌が必要になる。そのた
め、磁気センサで検知されたトナー濃度を正確な値とし
て捉えることができるのは補給トナーが十分に撹拌され
た後になり、その分の時間的遅れが生ずることになる。 【0016】磁気センサのトナー濃度検知範囲内にトナ
ーを密集状態で補給して撹拌したときのトナー濃度の変
化を磁気センサでみると、図3に示すようになる。現像
装置内の現像剤はトナーが補給された直後には磁気セン
サの回りにトナーが密集しているので、磁気センサのト
ナー濃度検知範囲内では現像剤が高濃度であるのと同じ
になり、磁気センサの出力はVaからVcに低下する。
そして、現像剤の撹拌が行われるにつれてトナーが分散
し、磁気センサのトナー濃度検知範囲内でのトナー濃度
が下がってくるので、磁気センサの出力はVcから上昇
してくる。その後、現像剤全体にトナーが均一に分布す
ると、磁気センサの出力はVbに安定して現像装置内の
現像剤のトナー濃度を正確に示すことになる。 【0017】現像装置内の現像剤撹拌作用は、基本的に
は良好な画像を得るためにトナーを均一に分散し、トナ
ーの摩擦帯電を促すことを主な目的とするが、上述のよ
うに磁気センサによるトナー濃度検知に対しても影響を
与え、いずれにしても現像剤の撹拌にはより早くトナー
を分散する性能が望まれる。そこで、従来から現像剤の
撹拌能力を高めるために様々な撹拌装置が提案されてき
たが、トナー補給装置によりトナーが密集した状態で補
給される以上、トナーの分散に時間がかかることは免れ
ない。 【0018】本発明の第1実施形態例は請求項1記載の
発明の実施形態例であり、従来は所定のトナー補給時間
の間にトナー補給動作をオンし続けているのに対し、第
1実施形態例は少しでもトナー補給動作によるトナー密
集度を緩和するために、トナー補給動作を細かくいくつ
かのオン/オフ動作に分けて間欠的に行うことで、少量
のトナーを多数会に渡って分散して補給するようにした
ものである。 【0019】図4は第1実施形態例における現像装置を
示す。この第1実施形態例は、乾式2成分現像剤で静電
潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置であり、
例えばドラム状感光体からなる像担持体が駆動装置によ
り回転駆動されて帯電手段により均一に帯電された後に
露光手段による画像露光で静電潜像が形成され、この静
電潜像が上記現像装置により現像されて給紙装置から給
送されてきた転写紙からなる転写材へ転写手段により転
写されて定着手段により定着され、感光体が画像転写後
にクリーニング手段によりクリーニングされる。 【0020】上記現像装置は、図4に示すように2本の
撹拌スクリューからなる撹拌部材11、12にて磁性を
持つキャリアと非磁性のトナーとで構成されている乾式
2成分現像剤を互いに逆方向へ搬送することにより現像
ホッパからなる現像容器13内で現像剤を循環させるタ
イプのものであり、撹拌スクリュー11、12が図示し
ない駆動装置によって回転駆動されて図示矢印方向へ現
像剤を搬送する。トナー補給部14は図示しないトナー
補給装置によって新たなトナーが補給される。トナー補
給装置は、着脱可能に装着されるトナーホッパやトナー
カートリッジなどのトナー容器を有し、このトナー容器
内のトナーをトナー補給部14へ補給する。 【0021】仕切板15は撹拌スクリュー11、12に
より互いに逆方向へ搬送される現像剤を仕切り、これら
の現像剤は仕切板15の両端に設けられている切り欠き
で受け渡しが行なわれて現像ホッパ13内を循環する。
磁気センサ16は撹拌スクリュー12により搬送される
現像剤のトナー濃度を検知する。撹拌スクリュー12
は、現像ホッパ13から延長されてトナー補給部14ま
で及んでおり、回転によって現像剤を搬送するだけでな
く、トナー補給装置によってトナー補給部14に補給さ
れたトナーを現像ホッパ13内に取り込む。 【0022】現像ローラ17は、図示しない駆動装置に
よって回転駆動され、撹拌スクリュー11から現像剤が
供給されて内部の磁石により現像剤を磁気的に吸引して
磁気ブラシを形成する。この現像ローラ17上の磁気ブ
ラシは現像ローラ17の回転に伴って搬送されて図示し
ないドクタ部材により一定の量に規制され、上記感光体
へ供給されて感光体上の静電潜像を現像する。 【0023】図1に示すようにCPU(マイクロコンピ
ュータ)を用いて構成された制御手段としての制御部1
8は、上記現像装置19に設けられた磁気センサ16の
出力値を所定のタイミングで読み取り、その値をもとに
トナー濃度が狙いの値になるように上記トナー補給装置
20のトナー補給クラッチ(CL)21をオン/オフ制
御する。トナー補給装置20はトナー補給クラッチ21
がオンすることで駆動源に接続されてトナー補給動作を
行う。 【0024】トナー補給部14から補給されるトナー
は、撹拌スクリュー12により搬送され、図示矢印方向
へ現像剤とともに撹拌されて搬送されていくうちに現像
剤と混ざり合う。そこで、制御部18は、磁気センサ1
6の出力値をもとにトナー補給装置20にトナー補給を
行わせる時には、トナー補給部14からのトナー補給を
細かく複数回に分けて前回補給したトナーがトナー補給
部14内に残っていない頃を見計らって次回のトナー補
給を行わせるようにトナー補給クラッチ21を図8に示
す如く間欠的にオン/オフさせ、これにより、現像装置
内においてトナーが均一に現像剤と混じり合う時間の短
縮が可能となる。 【0025】この第1実施形態例におけるトナー補給時
の磁気センサ16の出力値の変化は図5に示す通りであ
る。トナー補給開始から完全に現像剤とその補給トナー
とが混ざり合う状態までの時間T0は、従来のように所
定時間トナー補給を連続で行っていた場合と比べて短縮
されている。また、制御部18がトナー補給直後の磁気
センサ16の出力値を読みにいく場合でも、制御部18
がトナー濃度を一定期間の磁気センサ16の出力の平均
値Vtとして扱う場合には、トナー補給が反映された出
力値が得られる可能性が高くなる。 【0026】ここに、第1実施形態例では、制御部18
は、トナー補給装置のトナーエンド(トナーが無い状
態、もしくはそれに近い状態)を検出するために強制的
にトナー補給クラッチ21をオンさせてトナー補給動作
を行わせ、磁気センサ16の出力値からトナーエンドを
検出する。さらに、制御部18は、トナーエンドからの
復帰のためにトナー補給クラッチ21をオンさせてトナ
ー補給を長時間行う。 【0027】このように、第1実施形態例は、請求項1
記載の発明の実施形態例であって、像担持体上の静電潜
像を2成分現像剤で現像する現像装置19と、この現像
装置19へトナーを補給するトナー補給装置20と、現
像装置19内の現像剤のトナー濃度を検知する磁気セン
サ16とを有する画像形成装置において、トナー補給装
置20のトナー補給動作を間欠的に行わせる手段として
の制御部18を備えたので、トナー補給装置により現像
装置の端部からトナーを補給する方式でもトナー補給装
置により補給されたトナーを、磁気センサにより検知さ
れるトナー濃度に迅速に反映させることができて正確な
トナー濃度制御を行うことができる。 【0028】上記第1実施形態例において、トナー補給
動作を間欠的に行わせることは、間欠的トナー補給動作
を行うトナー補給時間が長くなればなるほどその効果が
大きくなる。そこで、本発明の第2実施形態例ては、上
記第1実施形態例において、制御部18は、トナー消費
の激しい画像を形成している時や、トナーエンドを検出
するために強制的にトナー補給動作を行う時、トナーエ
ンドからの復帰のためにトナー補給を長時間行う時など
だけ上記間欠的トナー補給動作を行わせるように上記間
欠的トナー補給動作によるトナー補給を選択的に行わせ
る。 【0029】すなわち、制御部18は、図9に示すよう
に磁気センサ16の出力値を所定のタイミングで繰り返
して取り込み、この磁気センサ16の出力値からトナー
補給時間を算出し、このトナー補給時間が規定時間以上
である場合にのみ上記間欠的トナー補給動作を行わせる
ようにトナー補給クラッチ21を間欠的にオン/オフさ
せる。また、制御部18は、通常は(トナー補給時間が
規定時間以上でない時には)従来と同様にトナー補給時
間の間にトナー補給クラッチ21を連続的にオンさせ
る。 【0030】この第2実施形態例は、請求項2記載の発
明の実施形態例であって、制御部18はトナー補給装置
がトナー補給動作を一定時間以上行う場合にのみトナー
補給装置のトナー補給動作を間欠的に行わせるので、様
々なトナー補給量に対して安定したトナー濃度検知を行
うことができる。 【0031】上記第1実施形態例では、トナー補給時間
は消費されるトナー量により様々に変化する。そこで、
本発明の第3実施形態例では、上記第1実施形態例にお
いて、制御部18は、図6に示すようにトナー補給時間
に対応して上記間欠的トナー補給動作のオン時間(トナ
ー補給をオンさせる時間)とオフ時間(トナー補給をオ
フさせる時間)を変化させるようにトナー補給クラッチ
21のオン/オフ制御を行う。 【0032】すなわち、制御部18は、トナー補給部1
4に多くのトナーが溜まる可能性があってより間欠的ト
ナー補給動作を必要とする大量のトナー補給動作時には
トナー補給部14から現像容器13内へトナーを送る時
間を多くとるようにトナー補給クラッチ21のオン/オ
フ制御を行うことにより、現像剤と補給トナーの混ざり
合う時間の短縮を可能とし、少ないトナー補給を行う時
にはより短い時間でトナー補給動作が終了するようにト
ナー補給クラッチ21のオン/オフ制御を行い、状況に
対応した柔軟性のあるトナー濃度制御を可能とする。こ
の第3実施形態例は、請求項1記載の発明の実施形態例
であり、上記第1実施形態例と同様な効果及び上述の効
果が得られる。 【0033】上記第1実施形態例において、トナーエン
ドからの復帰動作等のようにトナー補給動作と同時にそ
の時のトナー濃度検知も行い、その検知したトナー濃度
値に応じてトナー濃度制御を変える(例えばトナーエン
ドの解除を行う)といった方式を採用した場合には、ト
ナー補給装置20から補給されたトナーが現像剤に完全
に混ざり合うまで待てない状況も考えられる。 【0034】そういった場合は、補給したトナーと現像
剤との混合に時間がかかる以上、その時には制御部18
は磁気センサ16で検知されるトナー濃度値で現像剤全
体のトナー濃度を類推するしか方法がないが、トナー補
給装置20から補給されたトナーが現像装置内で搬送さ
れて磁気センサ16上を通過する間隔は、間欠的トナー
補給動作のオンの間隔(トナー補給を行う間隔)と、現
像装置内のトナー搬送速度とに依存する。 【0035】そこで、本発明の第4実施形態例は、上記
第1実施形態例において、トナーエンドからの復帰動作
等のようにトナー補給動作と同時にその時のトナー濃度
検知も行い、その検知したトナー濃度値に応じてトナー
濃度制御を変える(例えばトナーエンドの解除を行う)
といった方式を採用し、トナー濃度検知における磁気セ
ンサ16の出力値の取り込み間隔を図7に示すようにト
ナー補給装置20から補給されたトナーによるトナー濃
度変化を必ず含むような時間に設定し、すなわち、磁気
センサ16によりトナー濃度を検知する間隔と、トナー
補給装置20による間欠的トナー補給動作のオンの間隔
(トナー補給の間欠的動作の間隔)を異なる設定とした
ものである。これにより、間欠的トナー補給動作による
トナー補給直後においても実際のトナー濃度と変わらな
いトナー濃度検知値を得ることが可能となる。 【0036】 【0037】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、像担持体
上の静電潜像を2成分現像剤で現像する現像装置と、こ
の現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記
現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサ
とを有する画像形成装置において、前記トナー補給装置
のトナー補給動作を前記現像装置に対してその端部から
間欠的に行わせる手段を備え、該手段は、前記磁気セン
サの出力値から算出されたトナー補給時間が規定時間以
上の場合にのみ前記トナー補給装置のトナー補給動作を
間欠的に行わせ、それ以外の場合は前記トナー補給装置
のトナー補給動作を連続的に行わせるので、トナー補給
装置により現像装置の端部からトナーを補給する方式で
もトナー補給装置により補給されたトナーを磁気センサ
により検知されるトナー濃度に迅速に反映させるまでに
(現像剤に均一に混ざり合った状態になるまでに)時間
がかかり、正確なトナー濃度制御を行うことの障害とな
っていた点の解消を図ることができ、トナーを現像剤の
中に均一にする時間を短縮することができる。 【0038】 【0039】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer. 2. Description of the Related Art Generally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, etc., a developing device for developing an electrostatic latent image on an image carrier with a two-component developer composed of a toner and a carrier. And a toner supply device for supplying toner to the developing device. The toner replenishing device includes a full replenishment system for replenishing the developing device with toner in the entire longitudinal direction and an end replenishing system for replenishing the developing device with toner from its end. As a method of controlling the toner concentration of the developer in the developing device, a magnetic sensor is used to detect a change in the magnetism of the developer in the developing device to detect the toner concentration of the developer. In general, a toner density control method is used in which the toner density is determined based on the detection result of the magnetic sensor and the toner replenishment of the toner replenishing device is controlled so that the toner density becomes a target value. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-342274 discloses a developing device used in an image forming apparatus, which is provided with a developer supply section for supplying a developer to a photoconductor and communicating with the supply section. And a toner cartridge for replenishing toner to the developer supply unit, and at least one partition wall capable of opening and closing a region on a side where the toner is drawn from the toner cartridge in a communication portion between the developer supply unit and the toner cartridge. Is provided. [0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-265324 discloses that a two-component developer composed of a toner and a carrier is carried and conveyed to a developing area by a developer carrier to develop a latent image on the image carrier to visualize the image. A developing device having a separator for separating the developer on the developer carrier and circulating the developer in the developer storage chamber, and a toner supply mechanism for replenishing toner in the developer in the developer storage chamber. An elastic plate is provided at a position opposite to the toner replenishing portion of the toner replenishing mechanism, and the replenished toner from the toner replenishing portion is caused to collide with the elastic plate, and the collided toner is mixed with the developer flowing on the separator. Is described. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-35319 discloses an image bearing member on which a latent image is formed, and developers of different colors for visualizing the latent image formed on the image bearing member. The developer is agitated by a stirring means, and at the time of development, a magnetic brush is formed on the developer carrier and the magnetic brush is brought into contact with the image carrier to form a latent image on the image carrier. Developing, having a plurality of developing devices in which the magnetic brush on the developer carrier is extinguished at the time of non-development, and toner is supplied to the developer from a toner supply unit,
The stirring means is driven by a common drive source for the plurality of developing devices, the toner concentration of each developer in the plurality of developing devices is detected by the toner concentration detecting means, and based on the detected value of the toner concentration detecting means. In the toner replenishment control method for an image forming apparatus for controlling toner replenishment of the toner replenishment unit, the toner density of the developing device whose developing order is the first among the developing devices in which the stirring means is driven by the common driving source is set to When it is determined that the toner density is low based on the detection value of the toner density detecting means, the current toner density detected by the toner density detecting means and the target toner density are determined by the time immediately before the start of development of the developing device at the next image forming opportunity. Calculate the toner replenishment amount such that the toner concentration of the developing device becomes the target toner concentration, and terminate the development of the developing device with the supplied toner amount. Toner supply control method characterized by performing on average, are described while the said stirring means to the developing immediately before the start of the developing apparatus in the next image forming opportunities are driven from. The full replenishment method is very convenient for the toner density control method because the toner is uniformly replenished into the developing device. However, the toner replenishing device actually has an edge replenishing method due to mechanical restrictions and cost of the device. The edge replenishment method has a problem that compared with the full replenishment method, it takes time for the toner supplied from the end of the developing device to uniformly mix with the developer in the developing device. In the above-mentioned toner concentration control method, in the edge supply method, the toner concentration is detected by a magnetic sensor in a state where the toner supplied from the end of the developing device is uniformly mixed with the developer in the developing device. It is essential that the control section controls the toner replenishment of the toner replenishing device so that the toner concentration becomes a target value based on the detection result of the magnetic sensor. It takes time until the toner concentration is reflected on the detected toner concentration (until the toner is uniformly mixed with the developer), which is an obstacle for performing accurate toner concentration control. The present invention solves the above-mentioned problems, and quickly reflects the toner replenished by the toner replenishing device on the toner density detected by the magnetic sensor even in a system in which the toner replenishing device replenishes toner from the end of the developing device. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing accurate and stable toner density control. [0010] In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an electrostatic latent image on an image carrier is formed by two images.
An image forming apparatus comprising: a developing device for developing with a component developer; a toner replenishing device for replenishing toner to the developing device; and a magnetic sensor for detecting a toner concentration of the developer in the developing device. Means for causing the developing device to perform the toner replenishing operation intermittently from the end thereof, and the means calculates the output value of the magnetic sensor.
Only when the supplied toner supply time is longer than the specified time,
Causing the toner supply operation of the toner supply device to be performed intermittently,
Otherwise, the toner supply operation of the toner supply device
Are performed continuously . DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A dry two-component developer used in a developing device of an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, etc. is composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner. In many cases, the change in the toner density, that is, the change in the mixture ratio of the carrier and the toner, directly appears as a change in the magnetic permeability of the developer. A magnetic sensor used to detect the toner concentration of a developer detects a change in magnetic permeability of the developer as a change in voltage, and is usually
It shows output characteristics as shown in FIG. Although it is very important to accurately detect the toner concentration of the developer in order to obtain a good image, the above-mentioned magnetic sensor has a smaller size than the volume of the developing container in which the developing agent is stored in the developing device. Since the toner density detection range is small,
It merely detects the toner concentration of the developer in a limited range around the magnetic sensor. Therefore, in order to accurately determine the toner concentration of the entire developer in the developing device with a magnetic sensor,
The toner must be uniformly distributed throughout the developer in the developing device. Conversely, in order to obtain a good image, the toner in the developer must be uniformly distributed, and when a magnetic sensor is used for toner concentration detection, such a toner uniform distribution state is obtained. For the first time, the accurate toner concentration of the entire developer in the developing device can be known. However, the toner replenishment performed by the toner replenishing device when the toner concentration is reduced is always performed on a part of the developer in the developing device in a state where the toner is more or less densely packed. In order to uniformly distribute the toner throughout the developer, it is necessary to stir the developer with a stirring roller or the like in the developing device. Therefore, the toner density detected by the magnetic sensor can be regarded as an accurate value after the replenishment toner is sufficiently stirred, and a time delay occurs. FIG. 3 shows the change in toner concentration when the toner is replenished in a dense state within the toner concentration detection range of the magnetic sensor and the toner is stirred, as seen from the magnetic sensor. Immediately after the toner is replenished, the toner in the developing device is dense around the magnetic sensor, so that the developer has the same high density within the toner concentration detection range of the magnetic sensor, The output of the magnetic sensor drops from Va to Vc.
Then, as the developer is agitated, the toner is dispersed, and the toner concentration in the toner concentration detection range of the magnetic sensor decreases, so that the output of the magnetic sensor increases from Vc. Thereafter, when the toner is evenly distributed over the entire developer, the output of the magnetic sensor is stabilized at Vb and accurately indicates the toner concentration of the developer in the developing device. The main purpose of the developer stirring action in the developing device is to uniformly disperse the toner in order to obtain a good image and to promote the triboelectric charging of the toner. This also affects the toner concentration detection by the magnetic sensor, and in any case, the ability to disperse the toner more quickly is desired for stirring the developer. Therefore, various stirring devices have been conventionally proposed to increase the stirring ability of the developer. However, as the toner is replenished in a dense state by the toner replenishing device, it takes time to disperse the toner. . The first embodiment of the present invention is an embodiment of the first aspect of the present invention, in which the toner supply operation is continuously turned on during a predetermined toner supply time. In the embodiment, in order to alleviate the toner density caused by the toner replenishing operation, the toner replenishing operation is finely divided into several ON / OFF operations and performed intermittently, so that a small amount of toner can be distributed to many parties. It is intended to be replenished in a dispersed manner. FIG. 4 shows a developing device according to the first embodiment. The first embodiment is an image forming apparatus having a developing device for developing an electrostatic latent image with a dry two-component developer,
For example, an image carrier made of a drum-shaped photoreceptor is rotated by a driving device and uniformly charged by a charging unit, and then an electrostatic latent image is formed by image exposure by an exposure unit. Is transferred by a transfer unit to a transfer material made of transfer paper fed from a sheet feeding device and fixed by a fixing unit, and the photoconductor is cleaned by a cleaning unit after image transfer. In the developing device, as shown in FIG. 4, a dry two-component developer composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner is mixed with each other by stirring members 11 and 12 composed of two stirring screws. The developer is circulated in a developing container 13 composed of a developing hopper by being conveyed in a reverse direction, and the stirring screws 11 and 12 are rotated by a driving device (not shown) to convey the developer in a direction indicated by an arrow in the figure. I do. New toner is supplied to the toner supply unit 14 by a toner supply device (not shown). The toner replenishing device has a toner container such as a toner hopper or a toner cartridge that is detachably mounted, and replenishes the toner in the toner container to the toner replenishing unit 14. The partition plate 15 separates the developers conveyed in opposite directions by the stirring screws 11 and 12, and these developers are transferred by notches provided at both ends of the partition plate 15, and are transferred to the developing hopper. 13 circulates.
The magnetic sensor 16 detects the toner concentration of the developer conveyed by the stirring screw 12. Stirring screw 12
Extends from the developing hopper 13 to the toner replenishing unit 14, and not only transports the developer by rotation, but also takes in the toner replenished to the toner replenishing unit 14 by the toner replenishing device into the developing hopper 13. The developing roller 17 is driven to rotate by a driving device (not shown). The developer is supplied from the stirring screw 11, and the developer is magnetically attracted by an internal magnet to form a magnetic brush. The magnetic brush on the developing roller 17 is conveyed with the rotation of the developing roller 17 and regulated to a fixed amount by a doctor member (not shown), and is supplied to the photoconductor to develop an electrostatic latent image on the photoconductor. . As shown in FIG. 1, a control unit 1 as a control means constituted by using a CPU (microcomputer)
8 reads the output value of the magnetic sensor 16 provided in the developing device 19 at a predetermined timing, and based on the read value, sets the toner replenishing clutch (of the toner replenishing device 20) so that the toner concentration becomes a target value. CL) 21 is turned on / off. The toner supply device 20 includes a toner supply clutch 21
Is turned on to be connected to the drive source to perform the toner supply operation. The toner replenished from the toner replenishing section 14 is conveyed by the stirring screw 12 and is mixed with the developer while being conveyed while being stirred with the developer in the direction indicated by the arrow. Therefore, the control unit 18 controls the magnetic sensor 1
When the toner replenishment unit 20 is caused to replenish the toner based on the output value of No. 6, the toner replenishment from the toner replenishment unit 14 is finely divided into a plurality of times and the toner replenished last time is not left in the toner replenishment unit 14. As shown in FIG. 8, the toner replenishment clutch 21 is turned on / off intermittently so that the next toner replenishment is performed, thereby shortening the time required for the toner to uniformly mix with the developer in the developing device. It becomes possible. The change in the output value of the magnetic sensor 16 during toner replenishment in the first embodiment is as shown in FIG. The time T0 from the start of toner replenishment to the time when the developer and the replenished toner are completely mixed is shorter than in the conventional case where toner replenishment is continuously performed for a predetermined time. Further, even when the control unit 18 reads the output value of the magnetic sensor 16 immediately after toner supply, the control unit 18
If the toner density is treated as the average value Vt of the output of the magnetic sensor 16 for a certain period, there is a high possibility that an output value reflecting toner supply is obtained. Here, in the first embodiment, the control unit 18
In order to detect the toner end of the toner replenishing device (a state in which the toner is empty or a state close thereto), the toner replenishing clutch 21 is forcibly turned on to perform the toner replenishing operation. Detect the end. Further, the control section 18 turns on the toner supply clutch 21 to return from the toner end, and performs toner supply for a long time. As described above, the first embodiment is characterized by claim 1
A developing device 19 for developing an electrostatic latent image on an image carrier with a two-component developer, a toner replenishing device 20 for replenishing toner to the developing device 19, and a developing device In the image forming apparatus having the magnetic sensor 16 for detecting the toner concentration of the developer in the image forming apparatus 19, the control section 18 is provided as means for intermittently performing the toner replenishing operation of the toner replenishing apparatus 20. Accordingly, even in a method of replenishing toner from the end of the developing device, the toner replenished by the toner replenishing device can be promptly reflected on the toner density detected by the magnetic sensor, and accurate toner density control can be performed. . In the first embodiment, the effect of intermittently performing the toner supply operation increases as the toner supply time for performing the intermittent toner supply operation increases. Therefore, in the second embodiment of the present invention, in the first embodiment, the control unit 18 forcibly removes the toner when forming an image with high toner consumption or for detecting the toner end. When the replenishing operation is performed, the intermittent toner replenishing operation is selectively performed such that the intermittent toner replenishing operation is performed only when the toner replenishing operation is performed for a long time to return from the toner end. That is, as shown in FIG. 9, the controller 18 repeatedly takes in the output value of the magnetic sensor 16 at a predetermined timing, calculates the toner supply time from the output value of the magnetic sensor 16, and calculates the toner supply time. The toner supply clutch 21 is intermittently turned on / off so that the above-described intermittent toner supply operation is performed only when is equal to or longer than the specified time. The controller 18 normally turns on the toner replenishing clutch 21 during the toner replenishing time as usual (when the toner replenishing time is not longer than the specified time). The second embodiment is an embodiment of the second aspect of the present invention, and the control unit 18 controls the toner supply of the toner supply device only when the toner supply device performs the toner supply operation for a certain time or more. Since the operation is performed intermittently, stable toner density detection can be performed for various toner supply amounts. In the first embodiment, the toner supply time varies in various ways depending on the amount of consumed toner. Therefore,
In the third embodiment of the present invention, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the control unit 18 controls the on-time of the intermittent toner supply operation (the toner supply is turned on ON / OFF control of the toner replenishment clutch 21 is performed so as to change the off time (the time for turning off the toner replenishment). That is, the control unit 18 controls the toner supply unit 1
In the case of a large amount of toner replenishing operation which may require a more intermittent toner replenishing operation since there is a possibility that a large amount of toner may be accumulated in the toner replenishing unit 4, a toner replenishing clutch is provided so as to take a long time to send the toner from the toner replenishing unit 14 into the developing container 13. By performing on / off control of the toner supply clutch 21, it is possible to reduce the time for mixing the developer and the supply toner, and to turn on the toner supply clutch 21 so that the toner supply operation is completed in a shorter time when a small amount of toner supply is performed. / Off control to enable flexible toner density control corresponding to the situation. The third embodiment is an embodiment of the invention described in claim 1, and the same effects as those of the first embodiment and the above-described effects can be obtained. In the first embodiment, the toner density detection is also performed at the same time as the toner replenishment operation such as a return operation from the toner end, and the toner density control is changed according to the detected toner density value (for example, In the case where the toner replenishing device 20 is used, it may be impossible to wait until the toner supplied from the toner replenishing device 20 is completely mixed with the developer. In such a case, since it takes time to mix the replenished toner and the developer, the control unit 18
Can only estimate the toner density of the entire developer by the toner density value detected by the magnetic sensor 16. However, the toner supplied from the toner replenishing device 20 is conveyed in the developing device and passes over the magnetic sensor 16. The interval at which the toner is supplied depends on the interval at which the intermittent toner supply operation is turned on (the interval at which toner is supplied) and the toner transport speed in the developing device. Therefore, the fourth embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that the toner concentration is detected at the same time as the toner replenishment operation such as a return operation from the toner end, and the detected toner is detected. Change the toner density control according to the density value (for example, release the toner end)
The interval for taking in the output value of the magnetic sensor 16 in the toner concentration detection is set to a time that always includes the toner concentration change due to the toner supplied from the toner supply device 20, as shown in FIG. The interval at which the toner density is detected by the magnetic sensor 16 and the interval at which the intermittent toner supply operation by the toner supply device 20 is turned on (interval of the intermittent operation of toner supply) are set differently. As a result, it is possible to obtain a toner density detection value that is not different from the actual toner density even immediately after toner supply by the intermittent toner supply operation. As described above, according to the present invention , a developing device for developing an electrostatic latent image on an image carrier with a two-component developer, and toner is supplied to the developing device. In an image forming apparatus having a toner replenishing device and a magnetic sensor for detecting a toner concentration of a developer in the developing device, a toner replenishing operation of the toner replenishing device is performed with respect to the developing device from an end thereof. > comprising means for intermittently performed, said means, said magnetic sensor
The toner supply time calculated from the output value of the
Only in the above case, the toner supply operation of the toner supply device is performed.
The toner replenishing device otherwise.
, The toner replenishing operation is continuously performed. Therefore, even in a system in which the toner is replenished from the end of the developing device by the toner replenishing device, the toner replenished by the toner replenishing device is promptly reflected on the toner concentration detected by the magnetic sensor. until
Time (until it becomes uniformly mixed with the developer)
And hinders accurate toner concentration control.
Was eliminated, and the toner was
The time required for uniformity can be reduced. [0038]

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施形態例の制御系を示すブロッ
ク図である。 【図2】磁気センサの出力特性を示す特性図である。 【図3】トナー濃度検知範囲内にトナーを密集状態で補
給して撹拌したときの磁気センサの出力値を示す波形図
である。 【図4】上記第1実施形態例における現像装置を示す断
面図である。 【図5】上記第1実施形態例におけるトナー補給時の磁
気センサ出力値の変化を示す波形図である。 【図6】本発明の第3実施形態例の動作タイミングを示
すタイミングチャートである。 【図7】本発明の第4実施形態例の動作タイミングを示
すタイミングチャートである。 【図8】上記第1実施形態例の動作フローを示すフロー
チャートである。 【図9】本発明の第2実施形態例の動作フローを示すフ
ローチャートである。 【符号の説明】 11、12 撹拌スクリュー 13 現像容器 14 トナー補給部 15 仕切板 16 磁気センサ 17 現像ローラ 18 制御部 19 現像装置 20 トナー補給装置 21 トナー補給クラッチ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a control system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram showing output characteristics of a magnetic sensor. FIG. 3 is a waveform diagram showing output values of a magnetic sensor when toner is replenished in a toner density detection range in a dense state and stirred. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a developing device according to the first embodiment. FIG. 5 is a waveform diagram showing a change in an output value of a magnetic sensor when toner is supplied in the first embodiment. FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing of the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a timing chart showing the operation timing of the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing an operation flow of the first embodiment. FIG. 9 is a flowchart showing an operation flow of the second embodiment of the present invention. [Description of Signs] 11, 12 Stirring screw 13 Developing container 14 Toner replenishing unit 15 Partition plate 16 Magnetic sensor 17 Developing roller 18 Control unit 19 Developing device 20 Toner replenishing device 21 Toner replenishing clutch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】像担持体上の静電潜像を2成分現像剤で現
像する現像装置と、この現像装置へトナーを補給するト
ナー補給装置と、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度
を検知する磁気センサとを有する画像形成装置におい
て、 前記トナー補給装置のトナー補給動作を前記現像装置に
対してその端部から間欠的に行わせる手段を備え 該手段は、前記磁気センサの出力値から算出されたトナ
ー補給時間が規定時間以上の場合にのみ前記トナー補給
装置のトナー補給動作を間欠的に行わせ、それ以外の場
合は前記トナー補給装置のトナー補給動作を連続的に行
わせる ことを特徴とする画像形成装置。
(57) Claims: (1) A developing device for developing an electrostatic latent image on an image carrier with a two-component developer, a toner replenishing device for replenishing toner to the developing device, and the developing device in the image forming apparatus and a magnetic sensor for detecting the toner density of the developer in the apparatus, comprising means for intermittently performed from the end portion of the toner supply operation of the toner supply device to said developing device, said The means includes a toner calculated from an output value of the magnetic sensor.
-Toner replenishment only when replenishment time is longer than specified time
Make the machine replenish the toner intermittently.
In this case, the toner supply operation of the toner supply device is continuously performed.
Image type forming apparatus characterized by causing I.
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